选择的示波器探头带宽不合适怎么办？如果使用的探头带宽不正确，那么您可能会遗失信号细节，或者为系统引入不必要的噪声。

一、什么是探头带宽？示波器带宽的意义是什么？

所有实时示波器或探头都显示出在低通滤波器响应。大多数≤1 GHz的探头通常具有高斯响应，表现出缓慢下降，而>1 GHz的探头通常具有砖墙响应Brickwall或最大平坦响应，下降的更快。

无论你的范围/探头具有高斯响应，砖墙响应或介于两者之间，范围和探头带宽被定义为正弦输入信号衰减3dB或信号真实振幅的70%的频率。

举个例子，如果你把一个带1Vpp的正弦波输入到探头中，与探头的-3dB带宽相同，你从探头输出中得到的是0.7 Vpp。在-3dB点，该正弦波振幅测量误差约为30%。

二、砖墙式响应是什么意思？

在示波器探头中， “砖墙式”频率响应是指探头通过高频信号的能力急剧下降。这意味着超过某个频率后，信号幅度通常会在一个较窄的频率范围内显著下降。这与“高斯响应”形成对比，后者的下降幅度更为平缓。高带宽示波器通常使用砖墙式响应来实现最高带宽。

探头带宽本质上就是 3dB 点。3dB 点是指探头输出相对于标称响应减少 3dB 时的频率。

假设用 1:1 探头测量 1 Vpp 的低频正弦波。由于您使用的是 1:1 探头，因此进入示波器的探头输出将等于设备输入探头的实际信号。但是，如果继续增加此 1 Vpp 信号的频率，那么最终您将到达一个点，在该点上探头输出远远小于输入探头的实际信号。当您看到示波器屏幕上的输出相对于 1 Vpp 输入降为 0.7 Vpp 时，那么就表示您到达了 3dB 点，因为相对于其标称响应，输出减少了 3dB。

三、信号带宽公式

要确定信号带宽（BW），可以使用以下简单公式：如果我们测量的是 10％ 和 90％ 的阈值，则信号带宽等于上升时间除以 0.35。如果测量的是 20％ 和 80％ 的阈值，则信号带宽等于上升时间除以 0.22。

计算完信号带宽后，可根据以下两个经验选择示波器探头带宽：

– 探头带宽应该比模拟应用中最快的正弦波频率高 3 倍

– 探头带宽应该比数字应用的最高数字时钟速率快 5 倍

四、探头带宽越高，捕捉到的谐波越多

如下图所示，原始信号为黄色迹线，一阶谐波为绿色迹线。您可以看到，它们具有相同的周期和占空比，但一阶谐波的上升沿明显较慢，并且拐角非常圆滑。蓝色迹线显示一阶和三阶谐波，其上升沿较快，角点变得更清晰。但在图像的底部，我们可以看到一阶、三阶和五阶谐波。其边沿平缓，拐角锐利，信号顶部和底部有很多细节。带宽越高，波形将显露出越多的细节。

了解了上面的规律，我们来看一个用 100 MHz 探头测量 100 MHz 时钟的例子。完成这个测量后，您最终将会在屏幕上看到如图所示的正弦波。因此，您无法得到准确的上升时间或任何真正的信号细节。这意味着您所做的任何测量都是不准确的，毫无意义。

但是，如果使用 500 MHz 探头测量相同的 100 MHz 信号，您就会有足够的带宽来捕获更多的谐波，从而得到更精确的信号表示。

五、示波器相关术语

频率响应 - 示波器探头和示波器本身都具有频率响应，它描述了它们对不同频率信号再现能力的程度。

带宽 - 带宽是此响应中的一个关键参数。它是信号幅度降低 3dB（功率减半）的频率。

砖墙式响应 - 砖墙式响应意味着探头（或示波器）能够有效地滤除带宽规格以上的频率。其下降幅度非常陡峭，就像一堵墙。

高斯响应 - 高斯响应具有更平缓的滚降。信号幅度随着频率的增加而更平滑地下降。

高带宽应用 - 砖墙式响应通常用于高带宽应用，以确保信号不会被不需要的高频分量所扭曲。

探头补偿 - 示波器探头通常具有补偿机制（例如微调电容），可以通过调整来微调频率响应，尤其是对于具有高斯响应的探头。这对于避免方波信号出现过冲或下冲非常重要。